Тема 6. Метрология
Основные понятия:
ü Метрология (от греч. «metron» — мера, «logos» — учение) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Метрологию подразделяют на теоретическую, прикладную и законодательную.
ü Предмет метрологии — измерения, их единство и точность.
ü Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц измерений, физических постоянных, разработкой новых методов измерения.
ü Прикладная (практическая) метрология занимается вопросами практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках метрологии.
ü Законодательная метрология включает совокупность взаимообусловленных правил и норм, направленных на обеспечение единства измерений, которые возводятся в ранг правовых положений (уполномоченными на то органами государственной власти), имеют обязательную силу и находятся под контролем государства.
ü К области законодательной метрологии относятся:
-испытание и утверждение типа средств измерений,
-их поверка, и калибровка, а также сертификация средств измерений.
История метрологии.
Рисунок 1. Система мер длины в России, 17 в. Рисунок 2. Меры денег и веса разных государств
«Все познается в сравнении», - Р.Декарт, XVII в.
ü Какие меры измерений вы знаете? В первой колонке перечислены различные старинные, современные, иностранные и международные меры измерений. Сгруппируйте их по видам измеряемой величины, указанным в правой колонке.
| Меры измерений | Измерения |
| Метр Литр Пядь Паскаль Пуд Дюйм Люкс Градус Кельвин Унция Байт Килограмм Сажень Фут Фунт Секунда Кандела г/м³ Децибел Вершок | a) длины, размеров угла |
| b) веса | |
| c) времени | |
| d) температуры | |
| e) звук | |
| f) освещенность | |
| g) влажность | |
| h) объем | |
| i) плотность | |
| j) объем информации |
Тема 7. Виды и методы измерений.
ü Цель измерения — получение значения величины в форме, наиболее удобной для пользования. С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, информация о котором преобразуется в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора.
Классификация видов измерений
ü Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Классификация методов измерений
| Прямой метод измерений | Контактный метод измерений |
| Косвенный метод измерений | Бесконтактный метод измерений |
| Методы непосредственной оценки | Метод сравнения с мерой |
| Международная система единиц, СИ (фр. Le Système International d’Unités, SI) — система единиц физических величин |
Прочитайте текст, ответьте на вопросы:
«Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.
Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений - одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.
Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования. Поскольку метрология изучает методы и средства измерения физических величин с максимальной степенью точности, ее задачи и цели вытекают из самого определения науки. Тем не менее, учитывая колоссальную важность метрологии, как науки, для научно-технического прогресса и эволюции человеческого общества, все термины и определения метрологии, включая ее цели и задачи, стандартизированы посредством нормативных документов - ГОСТов.
Итак, основными задачами метрологии являются:
- установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;
- разработка теории, методов и средств измерений и контроля;
- обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;
- разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;
- разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений».
Вопросы: 1. Какие измерения дизайнер выполняет в ходе своей профессиональной деятельности? 2.Какова связь метрологии и эргономики?
Средства измерений
ü Классификация средств измерений по сложности:
 меры
|  измерительные приборы
|
измерительные установки 
| измерительные системы
|
ü Классификация средств измерений по видам измерений:
- для измерения давления;
- для измерения геометрических величин;
- для измерения механических величин;
- для измерения параметров потока, расхода, уровня и объема;
- для физико-химических измерений;
- для температурных и теплофизических измерений;
- для измерения времени и частоты;
- для измерения электрических величин;
- для радиотехнических измерений;
- для магнитных измерений;
- для акустических измерений;
- для оптических и оптико-физических измерений;
- для измерения ионизирующих излучений.
ü Классификация средств измерений по точности измерения:
- первичный эталон;
- вторичный эталон;
- рабочий эталон;
· рабочее средство измерения
Задание: заполнить таблицу «Средства измерения»
| Область измерения | Вид измерения | Средства измерения: | Ед. изм. | |
| инструмент | прибор | |||
| Замеры антропометрических параметров для проектирования | Замеры круговых параметров тела | |||
| Замеры длины | ||||
| Замеры толщины | ||||
| Гигиеническая оценка микроклимата помещений | Измерение влажности воздуха | |||
| Измерение температуры воздуха | ||||
| Измерение атмосферного давления | ||||
| Измерение скорости движения воздуха | ||||
| Освещенность | ||||
| Линейные размеры | ||||
| Угловые размеры |
Принципы обеспечения единства измерений
• Ø применение только узаконенных единиц физических величин (ФВ);
• Ø воспроизведение ФВ с помощью государственных эталонов;
• Ø применение узаконенных средств измерений, которые прошли государственные испытания и которым переданы размеры единиц ФВ от государственных эталонов;
• Ø обязательный периодический контроль через установленные промежутки времени характеристик применяемых средств измерений;
• Ø гарантия обеспечения необходимой точности измерений при использовании поверенных средств измерений и аттестованных методик выполнения измерений;
• Ø использование результатов измерений только при условии оценки их погрешности с заданной вероятностью;
Ø систематический контроль за соблюдением метрологических правил и норм, государственный надзор и ведомственный контроль за средствами измерений
Основные понятия метрологии
ü Единство измерений — это состояние измерений, при котором их результаты отражены в узаконенных единицах, погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.
ü Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Мера воспроизводит величины, значения которых связаны с принятой единицей этой величины определенным, известным соотношением.
ü Измерительный прибор — это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Общим для всех измерительных приборов является наличие отсчетных устройств. Если последние выполняются в виде шкалы и указателя-стрелки, то показания прибора являются непрерывной функцией измеряемой величины, и такие приборы называют аналоговыми. Если измерительные приборы автоматически вырабатывают дискретные сигналы измерительной информации, а показания представлены в цифровой форме, то их называют цифровыми.
ü Измерительная установка – совокупность функционально и конструктивно объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для преобразования сигналов измерительной информации в форму, удобную для автоматической обработки, передачи, использования в автоматических системах управления и (или) доступную для непосредственного восприятия наблюдателем.
ü Измерительная система
ü Стандартный образец (СО) — это образец вещества или материала с установленными по результатам испытаний значениями одной или более величин, характеризующих свойство или состав этого вещества или материала